第二章 变压器的电磁关系

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1、第二章 变压器的电磁关系知识点一：变压器空载运行1、 根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为和,前者在闭合，起作用，后者主要通过闭合，起作用。2、 变压器空载电流由和.两部分组成，前者用来，后者用来。3、 变压器励磁电流的大小受、和等因素的影响。4、 变压器等效电路中的x是对应于的电抗，r是表不的电阻。mm5、 变压器的漏抗x = 0.04 Q，铁耗p = 600 W，今在一次施加很小的直流电压，二次开1 Fe路，此时 x =Q， p =W。1Fe6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于和，与铁心材质和几何尺寸(填有关、无关)7、 建立同

2、样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流；一次绕组匝数越多，空载电流，铁心材质越好，空载电流。8、 变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度，空载电 ，铁耗，二次空载电压，励磁电抗。9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密，空载电流。10、 变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是。(A) 原绕组匝数多电阻大；( B) 原绕组漏抗很大；(C) 变压器的励磁阻抗很大。11、一台U / U = 220 /110 V的单相变压器空载运行，一次侧接220V时铁心主磁通为1N 2 N，二次侧接110V时铁心主磁通为，则,00( A)=；00( B)；00(

3、 C)0。012、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加10%，x ,x及x的大小将12m(A) x 增加到原来的 1.1 倍， x 不变， x 增大；12m(B) x 增加到原来的 1.1 倍， x 不变， x 减少；12m(C) x 增加到原来的1.21 倍，x不变，x增大；12m（D）x增加到原来的1.21倍，x不变，x减少；1 2 m13、某三相电力变压器S = 500 KVA , U / U = 10000 /400 V ,下面数据中有一个是励N1N2 N磁电流的倍数，它应该是。（ A） 28.87A；（ B） 50A ；（ C） 2A；（D） 10A。14、 三相变压器，S = 10

4、0 KVA ,U /U = 10 /0.4KV , D, Y（A / Y ）接线，其变比为N1N2 N0（ A） 14.43；（ B） 2；（ C） 43.3；（ D） 25015、试比较变压器主磁通和漏磁通的性质、大小和作用016、简述变压器空载电流的性质和作用，其大小与哪些因数有关，一般情况下， I （%）0值的范围是多少？17、变压器的漏抗对应于什么磁通，当电源电压减少一半时，它如何变化？18、变压器励磁电抗大好，还是小好，为什么？当电源电压减少一半时，它如何变化？19、写出变压器空载时的电动势平衡方程式，并画出等值电路和向量图020、变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什么作用

5、？为什么小负荷的用户使用 大容量的变压器无论对电网还是对用户都不利？参考答案：1、主磁通 漏磁通 铁心内 传递能量 变压器油等 漏抗压降2、空载电流的有功分量 空载电流的无功分量 供空载损耗（主要是铁耗） 激磁主磁通3、电源电压 电源频率 一次绕组匝数 铁心材质（含磁路饱和程度） 铁心几何尺寸4、主磁通 铁损的等效5、006、 电源电压频率 无关7、 越大 越小 越小8、 增加增加增加增加 减少9、 不变不变10 、（ C）11、（A）12、（C）13、（C）14、（C）15、答：路径：主磁通为铁心；漏磁通为变压器油等；性质：主磁通与I成非线形关系，漏磁通与I或I成线形关系；0 1 2大小：主

6、磁通占总磁通的 99%以上；漏磁通不足 1%；作用：主磁通起传递能量的作用；漏磁通只起漏电抗压降作用。16、答：空载电流分无功分量和有功分量两部分。无功部分激励主磁通；有功部分供给空载 损耗。大小与电源电压、频率、一次绕组匝数 、铁心材质（含磁路饱和程度）及铁心几何 尺寸等有关。一般电力变压器I （%）为（18）；巨型电力变压器I （%）小于1。0017、答：变压器的漏抗对应于漏磁通，由于漏磁通磁路不饱和，漏抗是常数，不随电压电压而变，故电压降低一半时，漏抗不变。18、答：励磁电抗大好，因为I = U . Z U ,/x （r 0。）运行时，当负载增大（不考虑漏抗压降），则一次电流将，2空载电

7、流。2、 变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗，铁损耗。3、变压器由空载到满载（p 0。），下列各物理量将如何变化（忽略漏抗压降），Z ，2mI,， p,， p 。0FeCu4、 变压器一次侧接额定电压，二次侧接纯电阻性负载，则从一次侧输入的功率。（A）只含有有功功率；（ B） 只含有感性无功功率；（ C） 既含有有功功率又含有感性无功功率；（ D） 既含有有功功率又含有容性无功功率。5、变压器负载时，一次磁动势为F，一次漏磁通为才一次漏抗为x ；变压器空载时，1101一次磁动势为F，一次漏磁通为乂，一次漏抗为x 乂，它们的关系是。1010010（A） F F , O , x x ；1 1

8、0 1010 0 110B)FF,x=x ；1101616 0116C)FF,=xx ；1101616 0116D)FF,=,x=x 。1101616 01166、 变压器负载(9 0。)增加时，从理论上讲，其主磁通。2(A)稍增大；(B)稍减小；(C)增大很多；(D)减小很多。7、电源电压一定时，试分析当变压器负载(9 0。)增加时，U ,I,Z ,Z如何变2 2 2 0 m k 化？8、电源电压降低对变压器铁心饱和程度，励磁电流，励磁阻抗，铁耗和铜耗等有何影响？9、简述变压器空载和负载时，励磁磁动势有何不同？10、画出变压器的“T”形、近似和简化等效电路。11、画出变压器简化等效电路和简化

9、向量图9 0。212、画出变压器短路时的等效电路，并画出与之对应的向量图。参考答案：1 、增大 不变2、 增大不变3、 不变不变 不变 增大4、( C)5、( B)6、( B)7、答：U降低。由外特性曲线知，U随负载电流I (9 0 )增大而下降。2 2 2 2I 增大。负载越大， I 越大，由磁动势平衡方程式知， I 就越大。1 2 1不变。大小与负载大小基本无关。00Z 不变。因电源电压不变，磁路饱和情况不变，故 Z 不变。mmZ不变。因漏磁路不饱和，Z = C。kk8、答：铁心饱和程度降低。=U 14.44 fN ，U降低， 减少，故饱和程度降低。0 1 1 1 0励磁电流减少。由磁化曲

10、线知，励磁电流随磁通减少而减少。 励磁阻抗增大。励磁阻抗随饱和程度下降而增大。铜耗减小。电压降低， I ， I 减小，故铜耗减小。12铁耗减小。p x U 2，故铁耗减小。Fe 19、答：F = F + F，空载时 i = 0 , F2V丿01动势。负载时，10、省略。:=F，所以空载时励磁磁动势仅为一次空载磁01=F + F，励磁磁动势为一、二次的合成磁动势。1211、省略。12、省略。知识点三：变压器参数的测定1、变压器空载试验，在高压侧做和在低压侧做进行比较，下列各物理量是否相同（不等时指出哪一侧大），空载电流实际值,空载损耗实际 ,铁心主磁通。2、一台单相变压器低压侧加100V，高压侧

11、开路，测得I = 2A, P = 20W ;当高压侧加00400V,低压侧开路，测得I =A，P =W。0 03、一台 2KW ,400 /100V 单相变压器，高 压侧短路 ，当 10V 电压加在低压 侧，测得I = 20 A, P = 40W ;当低压侧短路，高压侧加电压，输入电流为5A时，外加电压 KKU =V，P =WoKK4、一台单相变压器进行空载实验，在高压侧加额定电压测量或在低压侧加额定电压测量，所测得的空载功率。（A）不相等，且相差较大；（B）折算后相等；（C）相等；5、 变压器短路电压u*的大小与有关。K（A） 电源电压；（B）电源频率；（C）铁心材质；（D）负载大小。6、为

12、什么变压器的空载功率可以近似看成铁耗，而短路功率近似看成铜耗？7、变压器空载实验一般在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的空载电流、空载电流百分值、空载功率及算得的励磁阻抗是否相等？如实验时电源电压不加到额定值， 问能否将测得的空载电流和空载功率换算到对应于额定电压时的值？为什么？8、变压器短路实验一般在哪侧进行？将电源加在低压侧或高压侧所测得的短路电压、短路 电压百分值、短路功率及算得的短路阻抗是否相等？如实验时电源电压不加到额定值， 将对短路实验应测的和应求的哪些量有影响？哪些量无影响？如何将非额定电流时测 得的U , P换算到对应于额定电流时的值？KK参考答案：1、 低压侧较高压侧

13、时大相等 相等2、0.5203、4040 4、（C） 5、（B）6、答：=KI），励磁阻抗不等0 低0高7、答：从安全的角度考虑，空载实验一般希望在低压侧进行。将电源加在或高压侧所测得的空载功率空载电流百分值相等，而空载电流不等Z ）。如在实验时，电源电压不加到额定值，不能将测得的空载电2流和空载功率换算到对应于额定电压时的值，因为空载时U与I呈非线形关系。108、答：从仪表量程选择的角度考虑，短路试验一般希望在高压侧进行（高压侧额定电流下） 将电源加在高压侧或低压侧所测得的短路电压百分值、短路功率相等，而短路电压 不等G = KU ），短路阻抗不等6= K 2Z ）。如在实验时，电流达不到K

14、高K低K高K低额定值，对短路电压、短路电压百分值有影响，而对短路阻抗无影响。因短路实验 时U与I成线形关系，可用下式将非额定电流时测得U、P换算到对应于额定KKK电流时的值IU =UKN I KKKNK知识点四：变压器运行特性1、一台单相变压器其漏抗标幺值Z * = Z * = 0.01 + j0.02，励磁阻抗标幺值Z * = 2 + j15，12m若把该变压器接到具有额定电压的直流电源上， 则此时一次侧电流的标幺值I * =。12、 变压器电源电压一定，其二次端电压的大小决定于、和。3、 变压器短路阻抗越大，电压变化率，稳态短路电流突然短路电流。4、 变压器在其他条件不变的情况下，电源频率

15、下降，则，I ，0 0p ， x ， A u。Fe15、 变压器运行时的效率与、和、有关，当变压器的效率最大。6、 一台变压器在时效率最高。（A） 0 = 1 ； （B） p / p =常数；（C） p = p ； （D） S = S 。0 KCuFeN7、某三相电力变压器带阻感性负载运行，在负载电流相同的条件下cos申越高，则2(A) AU越大，效率越高；(B) AU越大，效率越低；(C) AU 越小，效率越低；(D) AU 越小，效率越高；8、变压器短路电抗对运行性能有何影响？对送电变压器来说希望它大好？还是小好？配电变压器哪？9、变压器电压一定，当负载(p 0。)电流增大，一次电流如何变

16、化，二次电压如何变化？2当二次电压偏低时，降压变压器高如何调节分接头，升压变压器又如何调节？参考答案：1、502、负载大小性质变压器短路阻抗3、越大越小越小4、增大增大增大减小减小5、负载大小性质铜耗铁耗铜耗=铁耗(B p : p )0 KN6、( C)7、( D)8、答：9、答：由相量图P 0。)及磁动势平衡方程11 + 12 = 10知，当负载电流12增大时，一次 电流I 随之增大。又由二次电动势方程式及相量图C 0。)知，由于12、Z的增大，1 2 2 2二次电压U将降低。由式U ;U = K = N /N 知,当U = C,U X 1/K，故21N 2 N1 21N2欲增大U，需减小变比K = N /N。2 1 2 不论是降压变压器还是升压变压器，调压的分接头一定在高压侧，对降压变压器，高压侧为一次侧，要减小K = N /N，故需减少一次绕组匝数；而对升压变压器，1 2高压侧为二次侧，要减小K = N :N，故需增加一次绕组匝数。1 2